Verifikationsfälle – Statische strukturmechanische Analysen
Rechteckige Platte mit kreisförmiger Bohrung unter Zugbeanspruchung
Problemstellung: Eine rechteckige Platte mit einer kreisförmigen Bohrung wird entlang einer der Endflächen fixiert und es wird eine Zug- und Drucklast auf die gegenüberliegende Seite aufgebracht. Ermitteln Sie die maximale Normalenspannung in X-Richtung auf den zylindrischen Flächen der Bohrung.
Quellenangabe:
J. E. Shigley, Mechanical Engineering Design, McGraw-Hill, 1st Edition, 1986, Table A-23, Figure A-23-1, pg. 673
Materialeigenschaften | Geometrische Eigenschaften | Last |
|---|---|---|
Elastizitätsmodul E = 1000 Pa Querkontraktionszahl ν = 0.0 | Länge = 15 m Breite = 5 m Dicke = 1 m Bohrungsradius = 0.5 m | Druck = -100 Pa |
Ergebnisvergleich – Schieberegler für die Simulationsqualität in der Standardposition
Ergebnisse | Ziel | Creo Simulate | Ansys Discovery Live | Creo Simulation Live | Prozentualer Fehler |
|---|---|---|---|---|---|
Maximale Normalenspannung X (Pa) | 312.5 | 313.272 | 283.31 | 276.25 | 11.6 |
Ergebnisvergleich – Schieberegler für Simulationsqualität auf Maximum
Ergebnisse | Ziel | Creo Simulate | Ansys Discovery Live | Creo Simulation Live | Prozentualer Fehler |
|---|---|---|---|---|---|
Maximale Normalenspannung X (Pa) | 312.5 | 313.272 | 324.57 | 320.98 | 2.71 |
Ergebnisvergleich für Creo Ansys Simulation
(Standard-Netzauflösung mit Flächengröße = 0.15 m auf Bohrungsfläche und unter Verwendung der Methode für die Krümmung und die Gößenfunktion Annäherung)
Ergebnisse | Ziel | Ansys AIM | Creo Ansys Simulation | Prozentualer Fehler |
|---|---|---|---|---|
Maximale Normalenspannung X (Pa) | 312.5 | 311.77 | 309.31 | 1.02 |
Abgesetzter Schaft bei axialem Zug
Problemstellung: Ein abgesetzter Schaft mit einer auf dem kleineren Querschnitt des Schafts aufgebrachten Axiallast von 1000 psi. Berechnen Sie die Spannungskonzentration basierend auf dem Radius für die Verrundung bei diesem Schritt, wie nachfolgend gezeigt:
Quellenangabe: Roark’s Formulas for Stress and Strain, Warren C. Young and Richard G. Budynas, 2002
Materialeigenschaften | Geometrische Eigenschaften | Last |
|---|---|---|
Elastizitätsmodul E = 2.9008e7 psi Querkontraktionszahl ν = 0.3 | D = 8 in h = 3 in r = 1 in | Druck = -1000 psi |
Ergebnisvergleich – Schieberegler für die Simulationsqualität in der Standardposition
Ergebnisse | Ziel | Creo Simulate | Ansys Discovery Live | Creo Simulation Live | Prozentualer Fehler |
|---|---|---|---|---|---|
Maximale Normalenspannung Y (psi) | 1376 | 1422.63 | 1509.6 | 1500 | 9.01 |
Ergebnisvergleich für Ansys AIM und Creo Ansys Simulation (höchste Netzauflösung)
Ergebnisse | Ziel | Ansys AIM | Creo Ansys Simulation | Prozentualer Fehler |
|---|---|---|---|---|
Maximale Normalenspannung Y (psi) | 1376 | 1429.4 | 1389.04 | 0.95 |
Verlängerung einer soliden Stange
Problemstellung: Eine konische Stange aus Aluminiumlegierung mit einem quadratischen Querschnitt und der Länge L wird von einer Decke abgehängt. Eine Axiallast F wird am freien Ende der Stange aufgebracht. Bestimmen Sie die maximale axiale Auslenkung d der Stange sowie die Axialspannung σy auf halber Länge (Y = L/2).
Quellenangabe: C. O. Harris, Introduction to Stress Analysis, The Macmillan Co., New York, NY, 1959,pg. 237, problem 4
Materialeigenschaften | Geometrische Eigenschaften | Last |
|---|---|---|
Elastizitätsmodul E = 10.4e6 psi Querkontraktionszahl ν = 0.3 | L = 10 in d = 2 in | F = 10000 lbf |
Ergebnisvergleich – Schieberegler für die Simulationsqualität in der Standardposition
Ergebnisse | Ziel | Creo Simulate | Ansys Discovery Live | Creo Simulation Live | Prozentualer Fehler |
|---|---|---|---|---|---|
Direktionale Verformung Y (in) | 0.0048077 | 0.0048156 | 0.0048035 | 0.004807 | 0.01 |
Normalenspannung Y bei L/2 (psi) | 4444 | 4439.45 | 4432 | 4432.74 | 0.25 |
Ergebnisvergleich für Ansys AIM und Creo Ansys Simulation (Standardnetz)
Ergebnisse | Ziel | Ansys AIM | Creo Ansys Simulation | Prozentualer Fehler |
|---|---|---|---|---|
Direktionale Verformung Y (in) | 0.0048077 | 0.0048256 | 0.0048262 | 0.39 |
Normalenspannung Y bei L/2 (psi) | 4444 | 4438.1 | 4582.45 | 3.12 |
Kreisförmige Platte unter gleichmäßigem Druck
Problemstellung: Eine kreisförmige Platte mit festen Kanten unter einer gleichmäßig verteilten Drucklast. Ermitteln Sie die maximale Auslenkung in der Mitte der Platte.
Quellenangabe: R. J. Roark, W. C. Young, Formulas for Stress and Strain, McGraw-Hill Book Co., Inc., New York, NY, 1975, Table 24.
Materialeigenschaften | Geometrische Eigenschaften | Last |
|---|---|---|
Elastizitätsmodul E = 30e6 psi Querkontraktionszahl ν = 0.3 | Durchmesser = 30 in Dicke = 0.25 in | P = 3 psi |
Ergebnisse – Schieberegler für die Simulationsqualität in der Standardposition
Ergebnisvergleich – Schieberegler für die Simulationsqualität in der Maximalposition für eine M2000-Grafikkarte
Ergebnisse | Ziel | Creo Simulate | Ansys Discovery Live | Creo Simulation Live | Prozentualer Fehler |
|---|---|---|---|---|---|
Ablenkung in der Mitte der Platte in Inches. | 0.0553 | 0.0549 | 0.05201 | 0.05195 | 6.06 |
Ergebnisvergleich – Schieberegler für die Simulationsqualität in der Maximalposition für eine P4000-Grafikkarte
Ergebnisse | Ziel | Creo Simulate | Ansys Discovery Live | Creo Simulation Live | Prozentualer Fehler |
|---|---|---|---|---|---|
Ablenkung in der Mitte der Platte (in) | 0.0553 | 0.0549 | 0.05366 | 0.0535 | 3.25 |
Ergebnisvergleich für Creo Ansys Simulation (höchste Netzauflösung)
Ergebnisse | Ziel | Ansys AIM | Creo Ansys Simulation | Prozentualer Fehler |
|---|---|---|---|---|
Ablenkung in der Mitte der Platte (in) | 0.0553 | 0.054779 | 0.055057 | 0.44 |